Science Of Fireworks:Πώς γίνεται να είναι τόσο φωτεινά και πολύχρωμα;

Τα πυροτεχνήματα είναι τόσο φωτεινά και πολύχρωμα επειδή είναι κατασκευασμένα από μεταλλικά άλατα που απελευθερώνουν ενέργεια όταν θερμαίνονται. Η ενέργεια απελευθερώνεται με τη μορφή φωτός και τα διαφορετικά χρώματα παράγονται από διαφορετικά στοιχεία στο πυροτέχνημα.

Είτε πρόκειται για ένα αγαπημένο ετήσιο φεστιβάλ είτε για μια περιστασιακή γιορτή στην αυλή σας, τα πυροτεχνήματα, τα οποία είναι επιστημονικά γνωστά ως πυροτεχνήματα, βοηθούν στο να γίνουν οι εκδηλώσεις πιο αξέχαστες φωτίζοντας τον ουρανό με όλα τα είδη εκπληκτικών σχημάτων και χρωμάτων. Ωστόσο, ενώ κοιτάζετε τις συγκλονιστικές εκρήξεις των πυροτεχνημάτων στον ουρανό, έχετε αναρωτηθεί ποτέ τι τα κάνει να φαίνονται τόσο πολύχρωμα και φανταστικά;

Τα πυροτεχνήματα αποτελούνται γενικά από τρεις μορφές απελευθέρωσης ενέργειας. φως, ήχος και θερμότητα. Αυτή η γρήγορη απελευθέρωση ενέργειας είναι που παράγει τόσο δυνατές εκρήξεις και λάμψεις φωτός. Τώρα, ας μιλήσουμε για αυτά τα τρία φαινόμενα που συνοδεύουν την έκρηξη των πυροτεχνημάτων με λίγο περισσότερες λεπτομέρειες.

Δεν είναι κάτι αυτό;

Γιατί το Loud Boom;

Το μπουμ, το οποίο ακούγεται τόσο συχνά όταν πυροτεχνείται πυροτέχνημα, παράγεται από την υπερβολική ποσότητα ενέργειας που απελευθερώνεται στιγμιαία στον αέρα, με αποτέλεσμα να διαστέλλεται ταχύτερα από την ταχύτητα του ήχου. Αυτή η γρήγορη απελευθέρωση παράγει ένα ωστικό κύμα, γι' αυτό ακούτε μια δυνατή έκρηξη, κάτι που έχει γίνει βασικό στοιχείο των κροτίδων. Πολλά ενδιαφέροντα πράγματα συμβαίνουν όταν κάτι ταξιδεύει πιο γρήγορα από την ταχύτητα του ήχου, όπως η δυνατή έκρηξη αεροσκαφών που πετούν στον ουρανό.

Αφρώδη φώτα και θερμότητα

Πολλά από αυτά που κάνουν τα πυροτεχνήματα τόσο δημοφιλή είναι οι φωτεινοί, πολύχρωμοι σπινθήρες που παράγουν στον ουρανό. Τώρα, ας μάθουμε πώς μια φαινομενικά «μη τεχνολογία» ουσία καταλήγει να προβάλλει ένα τόσο όμορφο φάσμα χρωμάτων στον ουρανό.

Τα φώτα που παράγονται από τα πυροτεχνήματα είναι αποτέλεσμα της θέρμανσης των αλάτων. Μάλλον μπορώ να μαντέψω τι σκέφτεστε στη συνέχεια:τι σχέση έχουν τα άλατα με τα χρώματα των πυροτεχνημάτων;

Καταρχάς, αυτά τα άλατα δεν είναι το ίδιο είδος NaCl που βάζετε στα τρόφιμα που τρώτε. Όχι, μιλάμε για ορισμένα είδη ειδικών αλάτων που, κατά τη θέρμανση, μπορούν να παράγουν αυτά τα χρώματα. Τα πιο κοινά άλατα μετάλλων που χρησιμοποιούνται στα πυροτεχνήματα είναι το χλωριούχο ασβέστιο ή το νιτρικό νάτριο.

Απόκτηση και απελευθέρωση ενέργειας

Τα πυροτεχνήματα περιέχουν αυτά τα μεταλλικά άλατα επειδή είναι σε θέση να συγκεντρώνουν ενέργεια από έναν εξωτερικό παράγοντα (ανάβοντας το πυροτέχνημα με ένα σπίρτο). Τα άτομα αυτών των αλάτων αποκτούν ενέργεια και, ως αποτέλεσμα, τα ηλεκτρόνια στη χαμηλότερη ενεργειακή κατάσταση (τη βασική κατάσταση) αναδιατάσσονται πολύ γρήγορα. Φανταστείτε να ρίχνετε έναν κουβά νερό σε ένα σωρό βρωμιάς. τα πράγματα αρχίζουν να αναδιατάσσονται σχεδόν αμέσως! Το ίδιο ισχύει και για τα πυροτεχνήματα!

Καθώς αυτά τα ηλεκτρόνια αποκτούν ενέργεια, μεταφέρονται σε μια κατάσταση υψηλότερης ενέργειας (αναφέρεται επίσης ως "διεγερμένη κατάσταση", η οποία είναι μια κυριολεκτική περιγραφή). Δεδομένου ότι αυτά τα ηλεκτρόνια δεν προορίζονται να παραμείνουν σε αυτή την κατάσταση για πάντα, επιστρέφουν γρήγορα στην αρχική τους κατάσταση, δηλαδή στη θεμελιώδη κατάσταση. Ωστόσο, καθώς επιστρέφουν στη βασική κατάσταση, απελευθερώνουν ενέργεια. Η συγκεκριμένη ενέργεια πέφτει στο φάσμα του ορατού φωτός, και voila! Βλέπεις όλα αυτά τα υπέροχα χρώματα!

Διαφορετικές ενέργειες =Διαφορετικά χρώματα

Η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τις μεταβάσεις κατάστασης έχει ως αποτέλεσμα τα χρώματα που βλέπουμε όταν ένα πυροτέχνημα εκρήγνυται. Αυτή η ενέργεια, με τη σειρά της, εξαρτάται από τα στοιχεία που απαρτίζουν το κροτίδα. Τα άλατα νατρίου, για παράδειγμα, απελευθερώνουν περίπου 200 kJ/mol ενέργεια, η οποία δίνει ένα κίτρινο χρώμα. Ομοίως, τα άλατα στροντίου και τα άλατα λιθίου αναδίδουν κόκκινα χρώματα, τα άλατα ασβεστίου παράγουν το πορτοκαλί χρώμα, οι ενώσεις βαρίου απελευθερώνουν πράσινα χρώματα και οι ενώσεις χαλκού παράγουν διαφορετικές αποχρώσεις του μπλε (ένα από τα πιο δύσκολα στην παραγωγή χρώματα).

Χειριστείτε με προσοχή!

Πίστωση:MeePoohyaPhoto/Shutterstock

Όσο θαυμάσια κι αν φαίνονται στα μάτια μας τα διαφορετικά χρώματα των κροτίδων, (παρόλο που για κάποιους, η έκρηξη είναι το μόνο που θέλουν από τα κροτίδες), τα κροτίδες πρέπει να αντιμετωπίζονται με εξαιρετική προσοχή. Αμέτρητα περιστατικά συμβαίνουν, ειδικά σε περιόδους εορτών, όταν άνθρωποι τραυματίζονται, και σε ακραίες περιπτώσεις, ακόμη και σκοτώνονται, ενώ χειρίζονται πυροτεχνήματα

Γιορτάστε τα πολιτιστικά σας φεστιβάλ όσο θέλετε, αλλά μην ξεχνάτε ποτέ ότι στην πραγματικότητα έχετε να κάνετε με ένα επικίνδυνο εκρηκτικό. Τα πυροτεχνήματα είναι προϊόντα επιστήμης και ενέργειας. δεν θα φροντίζουν για την ασφάλειά σας, επομένως πρέπει να βάλετε την προσωπική σας ευημερία στην πρώτη γραμμή του μυαλού σας, ανεξάρτητα από το πόσο θέλετε να θαυμάσετε τα πυροτεχνήματα από κοντά!